JP7077566B2

JP7077566B2 - 無線通信端末及び遠隔検針システム

Info

Publication number: JP7077566B2
Application number: JP2017191261A
Authority: JP
Inventors: 靖浩日高
Original assignee: サクサ株式会社
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: JP2019068232A

Description

本発明は、通信負荷を分散する無線通信端末及び遠隔検針システムに関する。

従来、図７に示すように、管理センタと親機との接続が成立している状態で、管理セン
タから親機に対して当該親機の管理下にある子機に対して検針値を取得するよう要求を出
し、検針値を収集する遠隔検針システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

遠隔検針システムでは、無線通信端末の多段通信を活用しており、配下端末から中継依
頼された情報を上位端末に伝達する中継機能を保有している。また、無線通信端末は電池
駆動で動作するものが一般的であり、電池消耗を抑えるために周期起床しながら周囲端末
との受信チェックを行っている。

しかしながら、配下端末の通報発生時に中継依頼する上位端末の集中度合いが不明なた
め、特定の上位端末に集中した場合に負荷をかけてしまい、電池動作に影響を与えること
が発生することがある。通信環境状態が悪いような場所では、通信再送などが何度も行わ
れてしまい、更に中継動作による大きな負荷をかけてしまうことになるという問題があっ
た。

特開２００８－９２１０９号公報

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであり、周囲の配下端末が他宛電文の通信電
文ヘッダをチェックし、他宛電文の送信先が自己の上位端末管理テーブルに該当する上位
端末の通信カウンタを保存することにより通信負荷を分散する、無線通信端末及び遠隔検
針システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明は、以下の態様によって把握される。
（１）本発明に係る第１の態様は、多段通信する無線通信端末であって、自己の通信カウンタを加算的に保存する通信カウント手段と、保存された通信カウンタを通信の際に通信電文ヘッダ部に付加する付加手段と、他の無線通信端末が送信する電文の通信電文ヘッダ部にある送信元の無線通信端末をチェックし、前記他の無線通信端末が自己の保有する上位端末管理テーブルに登録された無線通信端末である場合は、通信電文ヘッダ部から送信元の通信カウンタを取得して該当箇所に保存する保存手段と、を備えることを特徴とする。

（２）上記（１）に記載の構成において、さらに、通信の際に上位端末に中継依頼する際
に上位端末管理テーブルに保管された通信カウンタを比較して、一番少ない上位端末を優
先させて中継依頼を実施する選択手段を備える。

（３）上記（１）又は（２）に記載の構成において、さらに、通信カウンタは、電池交換にてクリアする手段と、上位端末から撤去に関する情報を受付けた際に上位端末管理テーブルから送信元の通信カウンタを削除する手段と、を備える。

（４）本発明に係る第２の態様は、遠隔検針システムであって、管理センタと、前記管理
センタと通信する親機と、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の無線通信端末か
ら構成され、前記親機と通信する複数の子機と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、周囲の配下端末が他宛電文の通信電文ヘッダをチェックし、他宛電文
の送信先が自己の上位端末管理テーブルに該当する上位端末の通信カウンタを保存するこ
とにより通信負荷を分散する、無線通信端末及び遠隔検針システムを提供することができ
る。

本実施形態に係る無線通信端末のブロック図である。本実施形態に係る遠隔検針システムの第１の観点を説明する図である。本実施形態に係る遠隔検針システムの第２の観点を説明する図である。無線通信端末の送信動作を説明するフロー図である。無線通信端末の受信動作を説明するフロー図である。無線通信端末の中継相手選択を説明するフロー図である。従来の遠隔検針システムを説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明するが、各図におい
て、同一符号は同一又は対応する部分を示す。また、本発明は、以下の説明からも明らか
なようにこれらの実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において当業
者であれば種々の変形が可能である。

（無線通信端末）
図１は、無線通信端末２’のブロック図を示しており、無線通信端末２’は、ＣＰＵ（
ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）制御部１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ
ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ
）１０３、操作部１０４、表示部１０５、特定小電力無線部１０６、アンテナ１０７、メ
ータＩ／Ｆ（インタフェース）１０８、及び電源部１０９を備えている。

ＣＰＵ制御部１０１は、無線通信端末２’の全体を制御する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ
制御部１０１を動作させるためのプログラム、例えば、自己通信カウンタ加算処理、電文
ヘッダへの自己通信カウンタ保存処理、他宛電文受信時の上位通信カウンタ取得処理と保
存処理、通信時に上位端末通信カウンタによる上位端末選択処理に係るプログラム等を搭
載する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ制御部１０１の動作のための一時的な記憶領域として機
能する記憶手段であって、自己通信カウンタ、上位端末管理テーブル（上位端末番号、通
信カウンタ）を保存する。

操作部１０４は、例えばキーなどの操作手段を備え、無線通信端末２’の装置状況確認
、設置操作、通信試験を行う。表示部１０５は、例えば、ＬＥＤ等の表示手段を備え、設
置確認結果、試験結果表示などを行う。特定小電力無線部１０６とそのアンテナ１０７は
、親機３又は管理センタ４と通信するための通信手段である。メータＩ／Ｆ（インタフェ
ース）１０８は、起動要求信号の送信側となる通信装置である検針メータと接続されてい
る。電源部１０９は、本無線通信端末２’の駆動電源となる電池等で構成されている。

無線通信端末２は、複数個設けて互いに多段通信を行うものであり、ＣＰＵ制御部１０１のＣＰＵは、（１）自己の通信カウンタを加算的に保存する通信カウント手段と、（２）保存された通信カウンタを通信の際に通信電文ヘッダ部に付加する付加手段と、（３）他の無線通信端末が送信する電文の通信電文ヘッダ部にある送信元の無線通信端末をチェックし、前記他の無線通信端末が自己の保有する上位端末管理テーブルに登録された無線通信端末である場合は、通信電文ヘッダ部から送信元の通信カウンタを取得して該当箇所に保存する保存手段と、を備える。

ＣＰＵ制御部１０１のＣＰＵは、さらに、（４）通信の際に上位端末に中継依頼する際に上位端末管理テーブルに保管された通信カウンタを比較して、一番少ない上位端末を優先させて中継依頼を実施する選択手段を備える。ＣＰＵ制御部１０１のＣＰＵは、またさらに、（５）通信カウンタが、電池交換にてクリアする手段と、上位端末から撤去に関する情報を受付けた際に上位端末管理テーブルから送信元の通信カウンタ削除する手段と、を備える。

（遠隔検針システム）
遠隔検針システム１は、図２及び図３に示すように、検針メータ（不図示）に対応する
複数の子機２と、複数の子機２と通信する親機３と、親機３と通信する管理センタ４を備
えている。子機２は、前述の無線通信端末２’から構成されており、複数の子機２（Ａ～
Ｅ）は、多段通信を行っている。ここでは、子機２（Ｃ，Ｄ，Ｅ）が２段目、子機２（Ａ
，Ｂ）が１段目を構成している。通信ルートは、子機２（Ｃ，Ｄ又はＥ）⇔子機２（Ａ又
はＢ）⇔親機３⇔管理センタ４となる。

なお、図２では、子機２として５台の子機２（Ａ～Ｅ）が設けられている例を示してい
るが、もちろんその設定数量に限定はない。また、多段の階層数も２段に限られることは
なく、３段以上であってもよい。検針メータは、例えば、プロパンガス、都市ガス、水道
、電気などいずれの種類に関するものであってもよく、遠隔検針システム１は、一定の地
域をカバーするものであってもよいし、１つの集合住宅をカバーするものであってもよい
。

図２は、遠隔検針システム１において、通信電文ヘッダ上の通信カウンタを共有し、上
位端末管理テーブルへ保存する態様を示している。子機２（Ｅ）は、内部に通信カウンタ
を有しており、通信の都度、通信カウンタを加算的に保存する。そして、通信事象発生の
際、保存された自己の通信カウンタを通信電文ヘッダに付加し、上位端末である子機２（
Ｂ）に送信する。子機２（Ｅ）から受信した子機２（Ｂ）は、同様に、中継通信を含む送
信の際に自己の通信カウンタを通信電文ヘッダに付加して親機３に送信する。図２では、
子機２（Ｅ）から子機２（Ｂ）への通信カウンタが７０回、子機２（Ｂ）から親機３への
通信カウンタが１５０回の場合を例示している。親機３は、その電文を管理センタ４に送
信する。

このとき、子機２（Ｄ）は、周囲の通信の他宛の通信電文ヘッダをチェックしており、
自己の上位端末として上位端末管理テーブルに子機２（Ｂ）が登録されていると、これら
の上位端末の通信カウンタを取得して保存する。表１は、子機２（Ｄ）の上位端末管理テ
ーブルの例を示しており、ここでは、子機２（Ｂ）が、通信カウンタが１５０回というこ
とで、一致している。

引き続いて図３は、遠隔検針システム１において、上位端末管理テーブルに保存された
通信カウンタから通信相手（中継相手）を決定する態様を示している。配下端末である子
機２（Ｄ）は、通信事象発生時に、上位端末管理テーブルを参照し、保存した通信カウン
タを比較して最も少ない上位端末を選択して中継依頼を行う。表２は、子機２（Ｄ）の上
位端末管理テーブルの例を示しており、ここでは、子機２（Ａ）の通信カウンタが２０回
、子機２（Ｂ）の通信カウンタが１５０回という例を示しており、子機２（Ｄ）は通信カ
ウンタの最も少ない子機２（Ａ）を、中継を依頼する上位端末として選択する。

図３において、例えば、上位端末である子機２（Ｂ）の電池交換がなされ、電池残量が
十分な程度を保持する状態となったとき、通信カウンタがクリアされるようにしてもよい
。また、子機２（Ｂ）が撤去される際に端末が撤去される旨の情報を受信した配下端末で
ある子機２（Ｄ）は、上位端末管理テーブルから子機２（Ｂ）を削除するようにしてもよ
い。

以上により、遠隔検針システム１は、配下端末の通信発生の際に特定の上位端末への通
信負荷が集中することを軽減させることができる。また、遠隔検針システム１内で発生す
る通信をチェックすることから、管理センタ４が関知しないところでリトライなどによる
通信負荷が発生していても、自立して集中負荷端末を避けながら通信を行うことが可能と
なる。

以下、図４から図６を参照して、処理手順の流れを説明する。以下に説明する処理手順
は子機２（Ａ～Ｅ）のいずれにも適用できるものであるが、理解の容易さを考慮して、特
定の子機２を想定して説明する。

図４に示すように、子機２（Ｅ）は、通信時の通信カウンタを加算し、通信電文ヘッダ
へ付加する。すなわち、自己の通信時に送信動作を開始すると（Ｓ１００）、子機２（Ｅ
）は、ＲＯＭ１０２に搭載された自己通信カウンタ加算プログラムを実行する（Ｓ１０１
）。そして、通信電文ヘッダへの自己通信カウンタ付加プログラムを実行して電文を上位
端末へ送信し（Ｓ１０２）、送信動作を終了する（Ｓ１０３）。通信電文は、表３に示す
ようなものであり、送信元ＩＤは自己の子機２（Ｅ）である。

なお、この送信動作が１段目の上位端末である子機２（Ｂ）において実行される場合に
は、自己通信カウンタは、子機２（Ｂ）が管理している自己通信カウンタに加算して、上
位端末である親機３への電文にセットする。

子機２（Ｅ）の周囲にある２段目の子機２（Ｄ）は、図５に示すように、他宛電文を閲覧し、上位端末の通信カウンタを取得し上位端末管理テーブルに保存する。すなわち、子機２（Ｄ）は、受信動作を開始すると（Ｓ２００）、子機２（Ｄ）は、受信した電文が他宛電文であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。他宛電文でない場合は、自宛電文として自宛受信動作を実行する（Ｓ２０２）。受信した電文が他宛電文である場合には、その他宛の送信元が、子機２（Ｄ）の上位端末管理テーブルに登録されている端末であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。

他宛の送信元が上位端末管理テーブルに登録されている端末でない場合は、受信動作を終了する（Ｓ２０５）。上位端末管理テーブルに登録されている端末である場合には、子機２（Ｄ）は、該当する上位端末番号に対応させて、他宛の送信先となっている電文から取得した上位通信カウンタを上位端末管理テーブル内に保存し（Ｓ２０４）、受信動作を終了する（Ｓ２０５）。通信電文は、表４に示すようなものであり、送信元ＩＤは登録された上位端末である。

子機２（Ｄ）は、その上位端末管理テーブルに登録された上位端末が複数ある場合、そ
れぞれについて上述したＳ２００のステップを実行する。そこで、子機２（Ｄ）は、上位
端末への送信の際、図６に示すように、上位端末管理テーブルに保存された上位端末の通
信カウンタから通信相手を決定する。すなわち、子機２（Ｄ）は、中継相手（通信相手）
となる上位端末の選択を開始すると（Ｓ３００）、上位端末管理テーブルに登録された上
位端末のうち、もっとも通信カウンタが少ない上位端末の番号を取得する（Ｓ３０１）。
そして、送信時の中継先として、取得済みの上位端末番号を選択し（Ｓ３０２）、中継相
手の選択を終了する（Ｓ３０３）。

子機２（Ｄ）の上位端末管理テーブルが、例えば表５のようなものである場合（図３に
おいて１段目の子機２が４機（Ａ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’）配置されたような場合）、通信事象
発生時に、上位端末管理テーブルから通信カウンタが最も少ない子機２（Ｂ）を選択する
こととなる。

本実施形態は、種々の変形が可能であるが、例えば、子機２の電源部１０９がソーラ電
源などであって１日分の最大蓄電量を意識しなければならないような場合、通信カウンタ
から１日内の通信量上限を設けるようにしてもよい。これにより、自己端末及び周囲の上
位端末における蓄電量を使い切ることを防止することが可能となる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、具体的な実施形態に限定されるもので
はなく、種々の変更を行ったものも含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特
許請求の範囲の記載から明らかである。

１…遠隔検針システム、
２…子機、２’…無線通信端末
３…親機
４…管理センタ
１０１…ＣＰＵ制御部
１０２…ＲＯＭ
１０３…ＲＡＭ
１０４…操作部
１０５…表示部
１０６…特定小電力無線部
１０７…アンテナ
１０８…メータＩ／Ｆ（インタフェース）
１０９…電源部

Claims

多段通信する無線通信端末であって、
自己の通信カウンタを加算的に保存する通信カウント手段と、
保存された通信カウンタを通信の際に通信電文ヘッダ部に付加する付加手段と、
他の無線通信端末が送信する電文の通信電文ヘッダ部にある送信元の無線通信端末をチェックし、前記他の無線通信端末が自己の保有する上位端末管理テーブルに登録された無線通信端末である場合は、通信電文ヘッダ部から送信元の通信カウンタを取得して該当箇所に保存する保存手段と、を備えることを特徴とする無線通信端末。
さらに、
通信の際に上位端末に中継依頼する際に上位端末管理テーブルに保管された通信カウンタを比較して、一番少ない上位端末を優先させて中継依頼を実施する選択手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
さらに、
通信カウンタは、電池交換にてクリアする手段と、
上位端末から撤去に関する情報を受付けた際に上位端末管理テーブルから送信元の通信カウンタを削除する手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信端末。